[发明专利]基于光纤干涉仪的矢量光纤传感探头及井下矢量加速度计有效

专利信息
申请号: 202010203945.9 申请日: 2020-03-21
公开(公告)号: CN111323613B 公开(公告)日: 2021-12-24
发明(设计)人: 杨军;祝海波;张毅博;田帅飞;马驰;苑勇贵;苑立波 申请(专利权)人: 哈尔滨工程大学
主分类号: G01P15/093 分类号: G01P15/093;G01P15/18;G01V1/00;G01V1/18;G01V1/20
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 基于 光纤 干涉仪 矢量 传感 探头 井下 加速度计
【权利要求书】:

1.一种基于光纤干涉仪的矢量光纤传感探头,其特征是:包括第一加速度计(300)、第二加速度计(310)、第三加速度计(320)、密封盖(33)、外圆筒(34)、防水密封光缆接头(32)和内部填充阻尼液(35),第一加速度计(300)、第二加速度计(310)和第三加速度计(320)均是单轴加速度计且结构形式相同,三个加速度计主框架首尾固定相连,各加速度计的敏感轴方向与矢量光纤传感探头轴线方向呈夹角θ,三个加速度计分别朝向三个不同方向、120°交叉堆叠放置,每两个加速度计朝向之间夹角为120°,三个加速度计成一体装入外圆筒(34)内部并与外圆筒固定,外圆筒(34)通过密封盖(33)固定密封,防水密封光缆接头(32)安装到光纤传感探头主框架(307)的密封接头安装孔位(3072),外圆筒(34)内部填充阻尼液(35);第一加速度计(300)包括第一跑道型光纤环(304)、第二跑道型光纤环(305)、等强度悬臂梁(306)、一分三耦合器(301)、第一耦合器(302)、第二耦合器(303)、光纤传感探头主框架(307)、悬臂梁固定压片(308)、质量块(309),第一跑道型光纤环(304)和第二跑道型光纤环(305)粘贴于等强度悬臂梁(306)的上下两表面的中间区域(3062)位置,一分三耦合器(301)、第一耦合器(302)和第二耦合器(303)固定于光纤传感探头主框架(307)的背面中间区域(3075)位置,其中一分三耦合器(301)是三个加速度计共用的耦合器,通过悬臂梁固定压片(308)将等强度悬臂梁(306)的一端(3061)固定到光纤传感探头主框架(307)的悬臂梁安装位(3073),质量块(309)固定到等强度悬臂梁(306)的另一端(3063);所述的第一加速度计(300)包括主框架(307)、悬臂梁固定压片(308)、等强度悬臂梁(306)、质量块(309),

1)主框架(307)包括密封圈安装槽(3071),密封接头安装孔位(3072),悬臂梁安装位(3073),正面中间区域(3074),背面中间区域(3075),末端支撑柱(3076),端盖法兰(3077),框架连接孔(3078),光纤穿纤孔(3079);光纤传感探头主框架(307)两端呈圆柱形,中间呈长方形(3074、3075),密封圈安装槽(3071)部分的外径和末端支撑柱(3076)的直径一致,小于外圆筒(34)的内径;中间长方形(3074、3075)的宽度小于末端支撑柱(3076)的直径;端盖法兰(3077)的直径大于密封圈安装槽(3071)部分的外径,与外圆筒(34)的外径一致;悬臂梁安装位(3073)底部的倾角为θ,其长度和等强度悬臂梁较厚一端(3061)厚度不变区域长度一致,宽度和等强度悬臂梁较厚一端(3061)厚度不变区域宽度一致;第一加速度计(300)、第二加速度计(310)和第三加速度计(320)的主框架(307、317、327)通过框架连接孔(3078、3178)连接形成一个整体;

2)悬臂梁固定压片(308)整体呈长方形,其长度和等强度悬臂梁较厚一端(3061)厚度不变区域长度一致,宽度和等强度悬臂梁较厚一端(3061)厚度不变区域宽度一致,两个固定孔(3081)对称分布,间距和安装固定孔(3064)一致;

3)等强度悬臂梁(306)整体呈长方形,两端厚度不一致,厚端(3061)有一段厚度不变的区域,两个安装固定孔(3064)对称分布,间距和固定孔(3081)一致,薄端(3063)有一段厚度不变区域;较厚一端(3061)与较薄一端(3063)之间的中间区域(3062)厚度逐渐变小;

4)质量块(309)整体呈长方形,长度和等强度悬臂梁较薄一端(3063)厚度不变区域长度一致;在一侧有一个安装固定槽(3091),槽的长度和等强度悬臂梁较薄一端(3063)厚度不变区域长度一致,宽度和等强度悬臂梁较薄一端(3063)厚度不变区域厚度一致,深度和等强度悬臂梁较薄一端(3063)厚度不变区域宽度一致;

5)密封盖(33)包括密封盖密封圈安装槽(3301)、密封盖法兰(3302),整体呈圆形;密封盖密封圈安装槽(3301)部分的外径与光纤传感探头主框架(307)的密封圈安装槽(3071)部分的外径一致,密封盖法兰(3302)直径与外圆筒(34)的外径一致;

6)外圆筒(34)整体呈圆筒形,外径与光纤传感探头主框架(307)的端盖法兰(3077)外径一致,内径大于光纤传感探头主框架(307)的密封圈安装槽(3071)部分的外径;

第二加速度计(310)和第三加速度计(320)的组成及特征与第一加速度计(300)一致。

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